JPH08176640A

JPH08176640A - アーク炉溶解法

Info

Publication number: JPH08176640A
Application number: JP15769995A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Mizukami; 秀昭水上; Mitsuo Suzuki; 光夫鈴木; Keiichi Nakagawa; 恵一中川; Shunichi Sugiyama; 峻一杉山; Hirotsugu Kubo; 博嗣久保; Takahiro Hosokawa; 隆弘細川; Michio Nakayama; 道夫中山
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1996-07-09
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JP3239691B2

Abstract

(57)【要約】【構成】アーク炉製鋼法において、スラグ浴１２の厚
みを５００ｍｍ以上とし、少なくとも１孔以上の吐出孔
を有するランス８の吐出孔の位置が溶湯面より４００ｍ
ｍ以上に保持して、吐出孔１孔当りから吹き込まれる２
次燃焼用酸素ガス流量Ｑ（Ｎｍ³／ｍｉｎ）および吐出
角度θ（度）を、定められた範囲に制御して、吐出孔を
スラグ浴１２中に浸漬させて吹き込むか、又はスラグ浴
１２の上方から吹き付けてスラグ浴１２中に供給して２
次燃焼させることを特徴とするアーク炉製鋼法である。
更にスクラップ連続供給法を組合わせることにより、２
次燃焼の適用時間比率を増大するアーク炉製鋼法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアーク炉溶解法の改良に
関し、特に、鉄スクラップ等の鉄原料を効率良く溶解す
るためのアーク炉における２次燃焼技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄スクラップ、銑鉄、ＤＲＩ等の鉄原料
を溶解して溶鋼を製造するアーク炉溶解法において、溶
解時間の短縮による生産能率の向上は大きな課題であ
る。上記課題の解決のため、単位時間当りの投入電力量
を増大したＵＨＰ操業や、助燃バーナーの利用および酸
素富化操業等がある。

【０００３】酸素富化操業とは、溶解期途中および溶解
期末期に酸素ガスを炉内の溶湯面に吹き付ける操業であ
る。これと同時に添加される炭素質原料、および溶湯中
に含有される炭素は以下の（３）式に従って燃焼（これ
を１次燃焼という）し、発熱する。

【０００４】Ｃ＋１／２Ｏ₂→ＣＯ・・・・・（３）同時に溶湯中の成分、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ等も酸素ガスに
よって酸化され、その反応熱も加わりスクラップの溶解
が促進され、生産能率の向上を図ることが出来る。

【０００５】更に、スクラップの溶解促進を追求した技
術に、上記酸素富化操業等により生じたＣＯガスを炉内
で積極的に２次燃焼させる技術が提案されている。

【０００６】特開昭６３−９３８１５号公報および特開
平５−９８３６４号公報に記載される技術では、アーク
炉内の空間部に酸素ガスを供給し、溶湯中に炭素質材料
を吹き込むことによって発生するＣＯガスを、以下の
（４）式（これを２次燃焼という）によって、ＣＯ₂に
２次燃焼させる方法が提案されている。ＣＯ＋１／２Ｏ₂→ＣＯ₂ ・・・・・（４）

【０００７】また、特開昭５９−１０４４１９号公報に
記載される技術は、溶解期および（または）酸化期に溶
湯中に酸素ガスを吹き込んで脱炭させ、炭素含有量０．
２０％以下の溶湯を得、これに引き続き、炭素質材料を
キャリアガスと共に溶湯中および（または）スラグ浴中
に吹き込んで、ＣＯガスを発生させ、炉内空間および
（または）スラグ浴中に２次燃焼用酸素ガスを吹き込ん
でＣＯガス発生量の一部をＣＯ₂に２次燃焼させる方法
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６３−
９３８１５号公報および特開平５−９８３６４号公報の
技術では、２次燃焼場所が炉内空間部であるため、前述
の（４）式の反応によって発生した燃焼熱が十分に溶湯
およびスラグ浴に伝熱（これを着熱という）されない。
これらの方法では、炉蓋や炉壁の水冷部分に伝熱された
り、排ガス中に顕熱として排出されてロスしてしまい、
２次燃焼による燃焼熱が有効に活用されない。

【０００９】また、炉内空間部に導入した２次燃焼用酸
素ガスが黒鉛電極と直接反応して電極の酸化消耗につな
がる等の問題を引き起こす。

【００１０】２次燃焼熱による溶湯への着熱効率が高い
点では、スラグ浴中で２次燃焼させる方法が好ましく、
この技術は特開昭５９−１０４４１９号公報の中でも開
示されているし、鉄の溶融還元プロセスでも数多く開示
されている。（例えば、加圧転炉型溶融還元炉内の２次
燃焼技術の開発；鉄と鋼76(1990)、ｐ.1887 ）しかし、３ｍ以上のスラグ浴を容易に確保出来る転炉法
に比較して、電気炉法ではその炉体構造からスラグ浴の
深さはせいぜい５０〜１００ｃｍ程度しか確保出来ない
ため、スラグ浴中で効率良く２次燃焼させるのは困難で
ある。

【００１１】一方、上記従来技術では、スクラップバッ
チ装入法において２次燃焼技術が適用されている。この
場合、１ヒートのスクラップ溶解量は２〜４回に分割し
て装入される。従って、１回当たりの装入量は数十トン
（通常１０〜７０トン）と多く、スラグ浴中で２次燃焼
させるための条件、言い換えると、平滑な溶湯面ならび
にフォーミング可能な溶湯温度を得るまでに長時間を要
し、この間、２次燃焼技術を適用出来ない。この結果、
２次燃焼適用時間が短く、期待される程のスクラップ溶
解促進効果は得られない。

【００１２】本発明は、かかる問題点を解決するために
提案されたものであって、アーク炉内で２次燃焼させて
鉄原料を溶解する際に、十分なスラグ浴厚みを確保出来
ないアーク炉内で効率良く２次燃焼させて、スクラップ
溶解速度を促進する技術を提供することを目的とする。
更に、１ヒート溶製中における２次燃焼適用時間を増大
させて、実質的にスクラップ溶解促進効果を達成出来る
技術を提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、炭素質材料お
よび１次燃焼用酸素ガスを溶湯中に吹き込んでＣＯガス
を発生させスラグ浴をフォーミングさせつつ、２次燃焼
用酸素ガスをスラグ浴中に吹き込んでＣＯガスを２次燃
焼させるアーク炉溶解法において、スラグ浴の厚みを５
００ｍｍ以上とし、少なくとも１孔以上の吐出孔を有す
るランスの吐出孔の位置を溶湯面より４００ｍｍ以上に
保持しつつ、１孔当りから吹き込まれる２次燃焼用酸素
ガス流量Ｑ（Ｎｍ³／ｍｉｎ）および吐出角度θ（度）
を以下の（１）式及び（２）式を満足する範囲に制御
し、吐出孔をスラグ浴中に浸漬させるかまたはスラグ浴
の上方に配置して、スラグ浴中に２次燃焼用酸素ガスを
供給することを特徴とするアーク炉溶解法である。

【００１４】Ｑ≧７．５・・・・・・・・・・・・・・（１）１０≦θ≦５６ー１．５５×Ｑ・・・・・（２）但し、吐出角度θは２次燃焼用酸素ガスが吐出される方
向と溶湯面とのなす角度とする。

【００１５】また、その際に鉄原料を炉内に連続して装
入しつつアーク溶解するアーク炉溶解法である。

【００１６】

【作用】本発明では、炭素質材料（通常、キャリアーガ
スとしてＡｒガス等の不活性ガスと共にランスを使用し
て吹き込まれる。以下、炭材という。）および１次燃焼
用酸素ガスを吹き込むためのランスを溶湯中に浸漬させ
るか、または溶湯面上に配置して溶湯面に向かって吹き
付けることにより、炭材および１次燃焼用酸素ガスを溶
湯中に吹き込む。

【００１７】この際に、炭材および溶湯中に含有される
炭素と１次燃焼用酸素ガスとは、溶湯中で（３）式によ
る１次燃焼による発熱反応を起してＣＯガスを発生させ
る。このＣＯガスは、スラグ浴中を浮上する過程で気泡
となってスラグ浴を攪拌させ、スラグ浴の加熱昇温、ス
ラグ浴温度の均一化、ならびに滓化促進を図って、スラ
グ浴をフォーミングさせる。

【００１８】その際に、副原料の組成およびその投入
量、１次燃焼用酸素ガス吹き込み流量等を適宜選択する
ことにより、本発明では５００ｍｍ以上のスラグ浴厚み
を確保し、２次燃焼用酸素ランスの吐出孔位置を溶湯面
から４００ｍｍ以上確保するため、スラグ浴中を浮上す
るＣＯガスは十分な浮上時間が確保される。

【００１９】本発明では、スラグ浴厚みおよび吐出孔位
置を前述した範囲に制御しつつ、１次燃焼用酸素ガスと
は別に２次燃焼用酸素ガスを、吐出孔をスラグ浴中に浸
漬させて吹き込むか、またはスラグ浴の上方に配置しス
ラグ浴面に吹き付けてスラグ浴中に吹き込むため、２次
燃焼用酸素ガスはスラグ浴中を広範囲に亘って拡散しス
ラグ浴中を浮上するＣＯガスと接触して、（４）式によ
る２次燃焼反応を起こす。

【００２０】この際に、吐出孔１孔当りから吹き込まれ
る２次燃焼用酸素ガス流量Ｑ（Ｎｍ ³／ｍｉｎ）および
吐出角度θ（度）を、図２に示す斜線範囲、言い換える
と、（１）式及び（２）式を満たす範囲に制御すること
により、２次燃焼効率の増大を図る。以下この作用を説
明する。

【００２１】（１）式で規制される範囲、即ち、酸素ガ
ス流量Ｑが７．５Ｎｍ³／ｍｉｎ以上確保されると、吐
出される酸素ガスの運動エネルギーは大きく、スラグ浴
中を広範囲に亘って拡散して、スラグ浴中を浮上するＣ
Ｏガスと接触して２次燃焼する。この燃焼は発熱反応で
あり、前述したようにスラグ浴中で十分な反応時間が確
保され、また発熱量は直接スラグ浴を経由して溶湯に伝
達されるので、スクラップの溶解は促進されて、２次燃
焼効率が増大する。

【００２２】７．５Ｎｍ³／ｍｉｎ未満では、前述の運
動エネルギーが不足して、酸素ガスはすぐに減速して浮
上しスラグ浴面から炉内空間に抜け出てしまう。このた
め、スラグ浴中でＣＯガスと広範囲に亘って接触するこ
とが出来ず、２次燃焼効率は改善されない。

【００２３】（２）式の左辺で規制される範囲、即ち、
吐出角度θが１０度以上確保されると、酸素ガスがスラ
グ浴中を深く侵入して、スラグ浴中で広範囲に亘ってＣ
Ｏガスと接触することが出来るため、２次燃焼効率は増
大する。

【００２４】しかし、吐出角度θが１０度未満では、酸
素ガスの侵入深さは浅く、すぐに浮上してスラグ浴から
抜け出てしまい、２次燃焼時間が確保されず２次燃焼効
率は改善されない。

【００２５】（２）式の右辺で規制される範囲、即ち、
吐出角度θを５６−１．５５×Ｑ以下とする範囲では、
２次燃焼用酸素ガス流量Ｑの増加に従って、吐出角度θ
は直線的に減少する。言い換えると、酸素ガス流量Ｑの
増加に従って、運動エネルギーは増大するが、これに伴
って侵入深さは浅くなるので、酸素ガスはスラグ浴中を
通抜けて溶湯中に達することはなく、スラグ浴中でＣＯ
ガスと広い範囲に亘って接触出来るため、２次燃焼効率
は増大する。

【００２６】しかし、吐出角度θがこの範囲を満足しな
いと、酸素ガスがスラグ浴を貫通して溶湯中にまで到達
し、溶湯と直接反応してしまう。この結果、酸素ガスは
溶湯中の炭素、Ｓｉ、Ｍｎを酸化するために作用してし
まい、２次燃焼効率は改善されない。

【００２７】また、スラグ浴厚みが５００ｍｍ以下、吐
出孔の位置が溶湯面より４００ｍｍ以下であると、たと
え（１）及び（２）式の範囲に吐出角度及び２次燃焼用
酸素ガス流量を制御しても、酸素ガスは溶湯中に侵入し
てしまい、この場合も溶湯中に含有される炭素、Ｓｉ、
Ｍｎと酸化するために作用してしまい、２次燃焼効率の
増大には寄与しない。

【００２８】更に、本発明では鉄原料を炉内に連続して
供給しつつアーク溶解して、２次燃焼適用時間を増大す
る。

【００２９】ここで、連続して装入することの意味する
所は、鉄原料を一定の供給速度で途切れることなく連続
装入するか、または途切れてもその途切れる間隔が短い
場合、例えば、プッシャー等で断続的に装入する場合を
も含む。

【００３０】また、その鉄原料の供給速度は、単位時間
当たりに供給されるアーク電力エネルギーと２次燃焼に
よって鉄原料に付与される熱エネルギーとの合計値を、
連続供給される鉄原料の溶解エネルギーに対して同等
か、またはそれ以上となる速度とする。

【００３１】このため、１ヒート溶製中、鉄原料を供給
しても溶湯温度は一定で変動することがないか、または
少なくとも低下しないので、溶解初期から平滑な溶湯面
ならびにフォーミング可能な溶湯温度を安定して確保で
き、本発明に係わるフォーミング厚みを確保できる。

【００３２】更には、大量の未溶解のスクラップが炉内
に存在または堆積しないので、２次燃焼用ランスはこれ
らと接触することがなく、溶解初期から本発明に係わる
吐出口高さを確保出来る。

【００３３】特に、種湯と称してヒート出鋼時に数十ト
ンの溶湯を炉内に残すことにより、溶解開始から出鋼ま
でのほぼ全溶製期間に亘り、本発明に係わる２次燃焼条
件が確保され、１ヒート溶製中の２次燃焼適用時間を大
幅に増大でき、スクラップ溶解速度を更に増大出来る。

【００３４】

【実施例】

確認試験（１）：吐出角度θおよび２次燃焼用ランス
高さの影響調査図１は、本発明の効果を確認するため、容量１２０トン
の直流アーク電気炉を使用して、２次燃焼試験を実施し
ている状況を示す。

【００３５】ここで、１はアーク炉炉体、２は側壁、３
は炉蓋、４は黒鉛電極、５は炉底電極、６は１次燃焼用
酸素ランス、７は炭材吹き込み用ランス、８は２次燃焼
用酸素ランス、９は炉内空間、１１は溶湯、１２はスラ
グ浴である。

【００３６】表１は、本試験における２次燃焼試験条件
およびスクラップ溶解速度を調査した結果を示す。

【００３７】本試験では、アーク炉内で脱硫精練や成分
調整を実施せず、スクラップ溶解後、溶湯温度が１５５
０℃に達した時点を溶解終了と判定し出鋼した。従っ
て、１ヒートのスクラップ装入量１２０トンを溶解する
ために、溶解開始から出鋼までに要した時間（ただし、
装入時間は除く）で割った値をスクラップ溶解速度（ｔ
ｏｎ／ｍｉｎ）と定義する。

【００３８】

【表１】

【００３９】本試験では、主原料として鉄スクラップ７
０トン、石灰石を主成分とする副原料３トンを初装入
し、アーク電圧５５０Ｖ、アーク電流１２０ＫＡで溶解
を開始した。その後、溶解途中で鉄スクラップ５０トン
を追装入した。

【００４０】図１に示すように、溶解開始直後から出鋼
直前までの全溶製期間に亘り、アーク炉炉体１の側壁２
に設けた作業口から溶湯１１に向けて、炭材吹き込み用
ランス７および１次燃焼用酸素ランス６を炉内に差し込
み、炭材吹き込み用ランス７からキャリアーガスと共に
炭材を５０ｋｇ／ｍｉｎ、１次燃焼用酸素ランス６から
酸素ガスを６０Ｎｍ³／ｍｉｎの供給速度で溶湯１１に
向けて吹き付けた。

【００４１】スクラップの溶解に伴い副原料の滓化が進
行して、スラグ浴が形成された後、ランス７から吹き込
まれた炭材と、ランス６から吹き込まれた１次燃焼用酸
素ガスとは溶湯中で燃焼し、この燃焼によって発生した
ＣＯガスによりスラグ浴は膨張しフォーミングした。

【００４２】溶解開始から約４０分間で平滑な溶湯１１
およびスラグ浴１２が形成された後、作業口からスラグ
浴１２内に向けて２次燃焼用酸素ランス８を２本（図１
では１本のみを図示する）差し込み、酸素ガスを供給速
度３０Ｎｍ³／ｍｉｎ（１本当り、１５Ｎｍ³／ｍｉ
ｎ）で約１５分間吹き込んだ。

【００４３】この２次燃焼用酸素ガス吹き込み中のスラ
グ浴１２の厚みをおよそ８００ｍｍに、酸素ランス８の
吐出孔位置を溶湯面より６００ｍｍに保持し、６００±
３０ｍｍの範囲内に制御した。

【００４４】酸素ランス８は単管状で、ランス先端に孔
径２０ｍｍの吐出孔を１本当り１個設けた。従って、こ
の吐出孔より吐出される酸素ガス流速は、計算上７９６
ｍ／ｓｅｃ（音速の約２倍）となり、２次燃焼用酸素ガ
スはジェッティング状態（これを酸素ガスジェットとい
い、この状態では減速し難くなる）となってスラグ浴中
を広範囲に亘って拡散しスラグ浴と接触した。

【００４５】実施例１は、２次燃焼用酸素ガスの吐出角
度θを溶湯面に対して下向き方向２５度に設定した場合
であり、フォーミングしたスラグ浴１２内で高い着熱効
率が得られ、スクラップ溶解速度は２．３８ｔｏｎ／ｍ
ｉｎの高い値が得られた。

【００４６】一方、比較例１および比較例２は、吐出角
度θを４５度および７度（本発明の範囲外に設定）とし
た場合であり、スクラップ溶解速度は２．０９および
２．０８ｔｏｎ／ｍｉｎとなり、実施例１に比べ低い値
が得られた。この理由は、比較例１では吐出角度θが大
きいため、酸素ガスジェットは溶湯１１内に深く浸透
し、一部の酸素ガスは（４）式に示す２次燃焼用に使用
されるものの、大部分の酸素ガスが溶湯１１内に含有す
る炭素、Ｆｅ，Ｓｉ，Ｍｎ等を燃焼するために消費され
て２次燃焼に使用されず、スクラップの溶解促進に働か
なかったためである。

【００４７】他方、比較例２では吐出角度θが小さいた
め、浸透深さは浅く、大部分の酸素ガスは未反応のまま
浮上して炉内空間に飛び出してしまい、スラグ浴１２内
で２次燃焼せず、スクラップの溶解促進に働かなかった
ためである。

【００４８】比較例３は、実施例１と同じく吐出角度θ
を２５度とするが、ランス８の吐出孔位置を溶湯面より
２５０±３０ｍｍ範囲内に制御して２次燃焼させた場合
であり、スクラップ溶解速度は２．０９ｔｏｎ／ｍｉｎ
の低い値を得た。この理由は、溶湯面からのランス高さ
が低いため、酸素ガスは溶湯１１内に深く侵入してしま
い、大部分の酸素ガスが比較例１の場合と同様に２次燃
焼のために消費されず、スクラップの溶解促進に働かな
かったためである。

【００４９】２次燃焼技術を適用しない従来例では、こ
れら比較例と比較して更に低い結果、２．００ｔｏｎ／
ｍｉｎを得た。

【００５０】確認試験（２）：１孔当りの２次燃焼用
酸素ガス流量Ｑの影響調査図３は、ランス１本当り、吐出孔を２孔または３孔設け
た多孔ランスを使用して２次燃焼試験を実施している状
況を示す。

【００５１】本試験で使用したランス８の吐出孔径は、
全て２０ｍｍとし、２孔ランスでは１８０度毎、３孔の
ランスでは１２０度毎、同一円周上に穿孔した。また、
ランス８が溶湯面に対して垂直方向に配置された場合
に、吐出角度θが下向き方向２５度になるように吐出孔
を穿孔した。

【００５２】そして、炉蓋３に貫通孔を設け、ランス８
をこの貫通孔を通して炉蓋３の上方からスラグ浴１２内
に差し込み浸漬させた。この他の試験条件は確認試験
（１）と同じとし、表１に示す。

【００５３】実施例２は、２次燃焼用酸素ガス流量３０
Ｎｍ³／ｍｉｎを２孔ランスを１本使用して吹き込み、
１孔当りの酸素ガス流量を実施例１と同じ１５Ｎｍ³／
ｍｉｎとした場合であり、スクラップ溶解速度は実施例
１と同等の２．３７ｔｏｎ／ｍｉｎを得た。

【００５４】この結果、吐出角度θおよび１孔当りの酸
素ガス流量が同じであれば、ランス８の吐出孔の構造や
形状によらず、同等の２次燃焼効率が得られることが確
認できた。

【００５５】実施例３は、２孔ランスを２本使用し、１
孔当りの酸素ガス流量は７．５Ｎｍ ³／ｍｉｎ（実施例
２の１／２であるが、酸素ガス流速は３９８ｍ／ｓｅｃ
で音速を越える）とした場合である。この結果、実施例
２と同等の２次燃焼効率が得られ、スクラップ溶解速度
は２．３６ｔｏｎ／ｍｉｎを得た。

【００５６】比較例４は、３孔ランスを２本使用し、１
孔当りの２次燃焼用酸素ガス流量Ｑを５．０Ｎｍ³／ｍ
ｉｎ（実施例２の１／３とした場合で、酸素ガス流速は
２６５ｍ／ｓｅｃで音速を下回る）とした場合である。
この結果、スクラップ溶解速度は２．１０ｔｏｎ／ｍｉ
ｎで低い値を得た。この理由は、５．０Ｎｍ³／ｍｉｎ
では音速を下回るため、酸素ガスジェットが形成され
ず、広範囲に亘って拡散しないため十分な２次燃焼効率
が確保出来ないためである。

【００５７】確認試験（３）：フォーミングスラグ厚
みの影響調査本試験では、フォーミングスラグ厚みが２次燃焼効率、
言い換えると、スクラップ溶解速度に及ぼす影響を調査
した。

【００５８】実施例４は、表１に示すようにフォーミン
グスラグ浴厚みを８００ｍｍ、２次燃焼用酸素ランス８
の吐出口位置を溶湯面より５５０ｍｍ、単管ランス２本
を使用し、吐出角度θを２０度、酸素ガス流量を４０Ｎ
ｍ³／ｍｉｎ、１孔当りの酸素ガス流量を２０Ｎｍ³／
ｍｉｎ（酸素ガス流速は１０６１ｍ／ｓｅｃで、音速の
約３倍）とした場合である。この結果、実施例１〜実施
例３と同等のスクラップ溶解速度２．４１ｔｏｎ／ｍｉ
ｎを得た。

【００５９】比較例５は、副原料の装入量を調整してス
ラグ浴厚みを３００ｍｍとし、その他の試験条件は実施
例４と同じとした。この結果、スクラップ溶解速度は
２．１０ｔｏｎ／ｍｉｎで低い値を得た。この理由は、
スラグ浴厚みが３００ｍｍと薄いため、スラグ浴中での
２次燃焼時間が確保されず２次燃焼効率が減少したため
である。

【００６０】確認試験（４）：スクラップ連続供給法
との組合わせによる効果本試験では、確認試験（１）から確認試験（３）までの
バッチ装入法に代わりスクラップ連続供給法を採用し、
これと本発明に係わる２次燃焼技術を組合わせてスクラ
ップの溶解促進効果に及ぼす影響を調査した。

【００６１】図４は、１２０トンの直流アーク電気炉の
側壁２に貫通してスクラップ連続供給設備１３を設け、
搬送コンベア１４を駆動してスクラップ１５をアーク炉
本体１に連続装入しアーク溶解しつつ、炉内で２次燃焼
させてスクラップ溶解を促進している状況を示す。

【００６２】なお、スクラップ連続供給法におけるスク
ラップ溶解速度は、アーク電力量（本試験の場合、アー
ク電圧５５０Ｖ、アーク電流１２０ＫＡ）を供給し、さ
らに２次燃焼させた場合、スクラップ供給中に溶湯温度
が低下せず、溶残りの発生しないスクラップ供給速度、
言い換えると、この電力供給量と２次燃焼により付与さ
れる熱エネルギー量の合計量にバランスするスクラップ
供給速度で定義する。

【００６３】実施例５は、前チャージの出鋼時、炉内に
３０トンの溶鋼を残し、次チャージのスクラップを毎分
２．９トンの一定の供給速度で、溶解開始から出鋼まで
の３１分間、合計９０トン供給した。

【００６４】スクラップ供給開始と同時に、石灰石を主
成分とする副原料３トンを搬送コンベア１４を駆動して
装入し、上記アーク溶解条件で溶解を開始した。２次燃
焼は溶解開始から出鋼までの全溶製期間に亘り、実施例
３と同じ条件で実施した。

【００６５】この結果、スクラップ溶解速度は２．９０
ｔｏｎ／ｍｉｎと高い値が得られた。この値はバッチ装
入法と２次燃焼技術とを組合わせによる実施例３に比
べ、更に約２３％高い溶解速度であり、２次燃焼適用時
間比率の増大による溶解促進効果である。

【００６６】比較例６は、スクラップ連続供給法のみを
採用し、２次燃焼技術を適用しなかった場合であり、ス
クラップ溶解速度は２．３１ｔｏｎ／ｍｉｎであった。

【００６７】本発明では、２次燃焼用酸素ガス流量Ｑが
大きい場合、２孔以上の多孔ランスを使用すれば、少な
い本数で大流量を流せるのでランス操作が簡便に出来
る。

【００６８】本発明により、２次燃焼効率は増大するた
め、炉内空間に排出される２次燃焼用酸素ガス量も減少
するので、電極酸化量も低減出来る。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、スラグ浴厚み、２次燃
焼用酸素ガスの吐出位置、１孔当りの酸素ガス流量およ
びその吐出角度を適切な範囲に制御することにより、ス
ラグ浴内で効率よく２次燃焼させることが可能となり、
アーク炉におけるスクラップ溶解速度を大幅に増大出来
る。更に、本発明に係わる２次燃焼技術とスクラップ連
続供給法を組み合わせることにより、２次燃焼適用時間
比率を大幅に増大してスクラップ溶解速度を促進出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】確認試験（１）における２次燃焼試験の実施状
況を示す図である。

【図２】２次燃焼用酸素ガス流量Ｑ、吐出角度θが
（１）式及び（２）式を満足する本発明の範囲を示した
図である。

【図３】確認試験（２）における２次燃焼試験の実施状
況を示す図である。

【図４】確認試験（４）における２次燃焼試験の実施状
況を示す図である。

【符号の説明】

１アーク炉炉体２側壁３炉蓋４黒鉛電極６１次燃焼用酸素ランス７炭材吹き込み用ランス８２次燃焼用酸素ランス９炉内空間１１溶湯１２スラグ浴

フロントページの続き (72)発明者杉山峻一東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者久保博嗣東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者細川隆弘東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者中山道夫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素質材料および１次燃焼用酸素
ガスを溶湯中に吹き込んでＣＯガスを発生させスラグ浴
をフォーミングさせつつ、２次燃焼用酸素ガスをスラグ
浴中に吹き込んでＣＯガスを２次燃焼させるアーク炉溶
解法において、スラグ浴の厚みを５００ｍｍ以上とし、
少なくとも１孔以上の吐出孔を有するランスの吐出孔の
位置を溶湯面より４００ｍｍ以上に保持しつつ、１孔当
りから吹き込まれる２次燃焼用酸素ガス流量Ｑ（Ｎｍ³
／ｍｉｎ）および吐出角度θ（度）を以下の（１）式及
び（２）式を満足する範囲に制御し、吐出孔をスラグ浴
中に浸漬させるかまたはスラグ浴の上方に配置して、ス
ラグ浴中に２次燃焼用酸素ガスを供給することを特徴と
するアーク炉溶解法。Ｑ≧７．５・・・・・・・・・・・・・・（１）１０≦θ≦５６ー１．５５×Ｑ・・・・・（２）但し、吐出角度θは２次燃焼用酸素ガスが吐出される方
向と溶湯面とのなす角度とする。
【請求項２】鉄原料を炉内に連続して装入しつ
つアーク溶解することを特徴とする請求項１に記載のア
ーク炉溶解法。